Meyers Großes Taschenlexikon in 25 Bänden
Suprafluidität
Suprafluidität(Superfluidität), Zustand von Vielteilchensystemen (sog. Quantenflüssigkeiten), die bei sehr tiefen Temperaturen aufgrund von Quantenfluktuationen ihrer Teilchen nicht in den festen Aggregatzustand übergehen. S. wurde zunächst für das Isotop Helium 4 (4He) nachgewiesen, das bei ca. 4,2 K unter Normaldruck flüssig wird (He I) und bei Abkühlung unter den Lambda-Punkt (λ-Punkt, T = 2,184 K, p = 5 · 103 Pa) ein Gemisch aus wechselwirkungsfreiem supraflüssigem He II und normalflüssigem He I bildet. Bei Annäherung an den absoluten Nullpunkt geht dieses Gemisch in einem Phasenübergang II. Art unter Abnahme von He I in die ideale, wirbelfreie Supraflüssigkeit He II über (Zweiflüssigkeitsmodell). Supraflüssiges He II unterscheidet sich von normal flüssigem He I durch seine verschwindende Viskosität, den verschwindenden Wärmeinhalt und eine hohe Wärmeleitfähigkeit, die etwa 108 mal so groß ist wie die von gewöhnl. He I. Supraflüssigkeiten können außerdem nur mit bestimmten Winkelgeschwindigkeiten rotieren. Sie strömen aufgrund der geringen Viskosität reibungsfrei durch enge Kapillaren und kriechen in dünnster Schicht entgegen der Schwerkraft über den Rand von Gefäßen. Die S. ist ein reiner Quanteneffekt, der auf der Eigenschaft von Teilchen mit Bose-Einstein-Statistik (Bosonen) beruht, im Grundzustand (am absoluten Nullpunkt) den gleichen Quantenzustand tiefster Energie einzunehmen. Da die Atome keine therm. Energie besitzen, können sie keinen Impuls mehr übertragen, der zum Übergang in die angeregten Zustände des Systems, die dem normalflüssigen He I entsprechen, ausreicht. Dadurch wird die Wechselwirkung zw. den Atomen in der Supraflüssigkeit unterbunden, sodass die Strömung reibungslos verläuft.
Suprafluidität(Superfluidität), Zustand von Vielteilchensystemen (sog. Quantenflüssigkeiten), die bei sehr tiefen Temperaturen aufgrund von Quantenfluktuationen ihrer Teilchen nicht in den festen Aggregatzustand übergehen. S. wurde zunächst für das Isotop Helium 4 (4He) nachgewiesen, das bei ca. 4,2 K unter Normaldruck flüssig wird (He I) und bei Abkühlung unter den Lambda-Punkt (λ-Punkt, T = 2,184 K, p = 5 · 103 Pa) ein Gemisch aus wechselwirkungsfreiem supraflüssigem He II und normalflüssigem He I bildet. Bei Annäherung an den absoluten Nullpunkt geht dieses Gemisch in einem Phasenübergang II. Art unter Abnahme von He I in die ideale, wirbelfreie Supraflüssigkeit He II über (Zweiflüssigkeitsmodell). Supraflüssiges He II unterscheidet sich von normal flüssigem He I durch seine verschwindende Viskosität, den verschwindenden Wärmeinhalt und eine hohe Wärmeleitfähigkeit, die etwa 108 mal so groß ist wie die von gewöhnl. He I. Supraflüssigkeiten können außerdem nur mit bestimmten Winkelgeschwindigkeiten rotieren. Sie strömen aufgrund der geringen Viskosität reibungsfrei durch enge Kapillaren und kriechen in dünnster Schicht entgegen der Schwerkraft über den Rand von Gefäßen. Die S. ist ein reiner Quanteneffekt, der auf der Eigenschaft von Teilchen mit Bose-Einstein-Statistik (Bosonen) beruht, im Grundzustand (am absoluten Nullpunkt) den gleichen Quantenzustand tiefster Energie einzunehmen. Da die Atome keine therm. Energie besitzen, können sie keinen Impuls mehr übertragen, der zum Übergang in die angeregten Zustände des Systems, die dem normalflüssigen He I entsprechen, ausreicht. Dadurch wird die Wechselwirkung zw. den Atomen in der Supraflüssigkeit unterbunden, sodass die Strömung reibungslos verläuft.